Schmelzen von Eis < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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Hallo!!
30 g Eis (T=0°C, ∆(Schm)H = 3,35*10 hoch 5 J/kg) und 30 g Wasserdampf (T=100 °C ∆(verd)H = 2,26*10 hoch 6 J/kg) werden in ein isoliertes Gefäß gebracht. Die Wärmekapazität des Gefäßes wird vernachlässigt. Der Druck wird konstant gehalten.
Welclhe Temperatur stellt sich im Gleichgwicht im Gefäß ein und welche Komponenten liegen mit welcher Masse vor?
ja, ich habe zunächst nun einmal ∆(Schm)H und ∆(verd)H für die jeweiligen massen (also 30g) ausberechnet und dabei festgestellt, dass man mit dem Wassderdampf das gesamte Eis schmelzen kann. Nur weiter komme ich leider nicht. Könnte mir da jemand helfen?
Danke vielmals für alle Antworten!
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 19:00 So 01.06.2008 | | Autor: | rainerS |
Hallo!
> 30 g Eis (T=0°C, ∆(Schm)H = 3,35*10 hoch 5 J/kg) und
> 30 g Wasserdampf (T=100 °C ∆(verd)H = 2,26*10 hoch 6
> J/kg) werden in ein isoliertes Gefäß gebracht. Die
> Wärmekapazität des Gefäßes wird vernachlässigt. Der Druck
> wird konstant gehalten.
>
> Welclhe Temperatur stellt sich im Gleichgwicht im Gefäß ein
> und welche Komponenten liegen mit welcher Masse vor?
>
> ja, ich habe zunächst nun einmal ∆(Schm)H und
> ∆(verd)H für die jeweiligen massen (also 30g)
> ausberechnet und dabei festgestellt, dass man mit dem
> Wassderdampf das gesamte Eis schmelzen kann. Nur weiter
> komme ich leider nicht. Könnte mir da jemand helfen?
OK, es wird also das Eis vollständig geschmolzen. Es sind also vorhanden:
30g Wasser mit Temperatur 0°C
x g Wasser mit Temperatur 100°C (Das ist der Wasserdampf, der durch Kondensation die Energie zum Schmelzen des Eises freigab)
(30-x)g Wasserdampf mit Temperatur 100°C
Was für ein Gleichgewicht wird sich einstellen? (Wärmekapazität des Wassers = 4,81kJ/K/kg)
Viele Grüße
Rainer
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Danke für die Antwort!
Mir ist trotz allem noch nicht klar wie ich x berechnen kann, weil ich nie weiß wann ich welche Formel benutzen soll.
Und das Gleichgewicht, soll das quantitativ ausgedrückt werden oder einfach: ein dynamisches Gleichgewicht??
Danke für die Hilfe!
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Hallo!
Du kennst die Schmelzenergie, die zum Schmelzen des Eises benötigt wird:
[mm] E_\text{schmelz}=h_\text{schmelz}*m_\text{Eis}
[/mm]
Genauso die Energie, die beim Kondensieren des Dampfes frei wird:
[mm] E_\text{kondens}=h_\text{kondens}*m_\text{Dampf}
[/mm]
Weil das Eis komplett schmilzt, weißt du zunächst ja auch, wie groß [mm] E_\text{schmelz} [/mm] ist. Genau diese Energiemenge wird dem Dampf doch entzogen, und du kannst mit der letzten Formel die Masse an Kondenswasser ausrechnen.
Ich würde dann eher keine Mischtemperatur ausrechnen, sondern erstmal schaun, wie weit das 0°C kalte Schmelzwasser noch durch den verbleibenden Dampf erwärmt werden kann. Hier hast du 4,2J/(gK) d.h. 420J/g um das Wasser von 0 auf 100°C zu bringen.
Reicht der Dampf aus, um das gesamte Schmelzwasser auf 100°C zu bringen? Dann hast du hinterher Wasser mit 100° und noch einen Rest an Dampf. Reicht es nicht, ist der Dampf hinterher weg, und du hast 30g von 100°C heißen Kondenswasser und weitere 30g angewärmtes Schmelzwasser, und du mußt noch ne Mischungstemperatur berechnen.
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